Condutividade elétrica em descargas e impacto das conexões na eficiência de uma malha de aterramento
1.Abertura
Um dos componentes mais importantes para a segurança dos sistemas elétricos é a malha de aterramento, que assegura que as correntes de falha e descargas atmosféricas sejam direcionadas de forma eficaz ao solo. A eficácia desse escoamento depende não só do desenho geométrico da malha e da resistividade do solo, mas também — e de maneira crucial — da condutividade e dos materiais empregados nas conexões.
Este artigo aborda a condutividade relacionada a descargas elétricas, os fenômenos ligados ao escoamento da corrente no aterramento e a comparação de desempenho entre conectores feitos de liga de cobre e conectores de cobre eletrolítico com 99,9% de IACS.
2. Condutividade e descargas elétricas
Uma descarga elétrica, como as correntes de uma falta ou de um raio, é definida por:
• altíssima corrente (pode atingir centenas de kA durante descargas atmosféricas);
• extremamente breve;
• onda de frente extremamente rápida, principalmente em descargas atmosféricas.
Nessas circunstâncias, a corrente tende a seguir o caminho de menor impedância, e não apenas o de menor resistência ôhmica.
Desse modo, materiais e conexões que possuam alta condutividade e baixa reatância são essenciais para prevenir aquecimento, fusão, quebra mecânica e sobretensões perigosas.
3. Malha de Aterramento e Comportamento do Escoamento de Corrente
A malha de aterramento tem como funções principais:
Conduzir correntes de falta ou descargas ao solo com segurança.
Manter tensões de toque e passo dentro de limites seguros.
Estabilizar o potencial elétrico da instalação.
Proteger seres humanos, equipamentos e estruturas.
O escoamento da corrente em uma malha depende diretamente da continuidade elétrica entre todos os componentes da rede enterrada.
As conexões — soldadas, mecânicas ou por compressão — são os pontos mais críticos do sistema. Seu desempenho varia de acordo com o material.
4. Condutividade: Liga de Cobre x Cobre Eletrolítico (99,9% IACS)
4.1 Definição de IACS
IACS significa International Annealed Copper Standard, o padrão internacional de condutividade para o cobre recozido.
100% IACS = 58 MS/m aproximadamente, valor de referência do cobre puro.
Conectores de cobre eletrolítico 99,9% IACS apresentam condutividade próxima ao padrão máximo.
4.2 Liga de cobre
Conectores feitos em liga de cobre apresentam condutividade menor, pois ligas contêm outros elementos metálicos (zinco, estanho, níquel, alumínio etc.) que reduzem a condutividade. Dependendo da liga, a condutividade pode variar de 20% a 80% IACS.
4.3 Consequências práticas da diferença de condutividade
Característica Conector em liga de cobre Conector em cobre eletrolítico (99,9% IACS)
Condutividade Baixa a média Muito alta (≈100% IACS)
Aquecimento sob corrente de falta/raio Maior aquecimento, podendo causar fusão Baixo aquecimento, maior estabilidade térmica
Perdas elétricas Mais elevadas Mínimas
Capacidade de conduzir altas correntes Limitada Excelente
de curto prazo
Risco de ruptura Alto Baixo
Vida útil Reduzida Alta
Resumo técnico
Conectores com menor condutividade aumentam a impedância do percurso da corrente, criando pontos quentes e provocando quedas de potencial que podem comprometer toda a malha de aterramento.
5. Por que a Condutividade do Conector é Tão Crítica?
As conexões são geralmente o ponto mais frágil do sistema. Mesmo que o condutor seja de cobre eletrolítico de excelente qualidade, se o conector for de condutividade inferior, ocorrerá:
aumento da impedância de conexão
maior aquecimento local
risco de carbonização e degradação mecânica
alteração do caminho de escoamento da corrente
risco de falhas catastróficas
Uma conexão inadequada pode transformar um sistema projetado para suportar 50 kA em algo que suporta apenas 5 a 10 kA antes de falhar.
6. Conexões por Compressão: Vantagens e Considerações
Conectores por compressão de cobre são amplamente utilizados em instalações de aterramento, desde que atendam:
material: cobre eletrolítico
pressão de compressão adequada (uso de ferramentas certificadas)
conformidade com normas NBR e IEC aplicáveis
Quando se utiliza uma liga de cobre com menor condutividade, a área de contato se torna mais crítica, e a capacidade de dissipar calor diminui.
7. Consequências de Uma Malha de Aterramento Ineficiente
Uma malha com conexões de baixa condutividade pode apresentar:
7.1 Sobretensões perigosas
Tensões de toque e passo acima dos limites estabelecidos pela NBR 15751.
7.2 Risco à vida humana
Choques elétricos fatais são possíveis quando o valor de impedância do aterramento é elevado ou quando há pontos com alta resistência.
7.3 Danos a equipamentos
queima de transformadores
danos em eletroeletrônicos sensíveis
falhas em sistemas de comunicação e automação
perda de confiabilidade de DPS e SPDA
7.4 Falha total da malha em descargas de raio
A corrente pode encontrar “pontos de estrangulamento” e romper conexões, anulando completamente a proteção da instalação.
8. Conclusão
Para garantir o desempenho adequado de uma malha de aterramento — especialmente sob correntes elevadas e transitórias como descargas atmosféricas — é essencial que todas as conexões possuam condutividade igual ou superior à dos condutores.
Conectores fabricados em cobre eletrolítico 99,9% (≈100% IACS) oferecem a menor impedância, maior capacidade térmica e maior confiabilidade.
Já conectores feitos de ligas de cobre, com condutividade reduzida, representam riscos reais de superaquecimento, falhas mecânicas e degradação do sistema como um todo.
Uma malha de aterramento é tão forte quanto sua conexão mais fraca. Por isso, materiais de alta condutividade e instalação adequada são indispensáveis para a proteção de vidas, equipamentos e infraestrutura.